自走式雷達測流儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種自走式雷達測流儀，它包括箱體，該箱體的上部安裝有用于實現(xiàn)在纜繩上行走的滑輪傳動機構，該箱體的底部懸掛有平衡錘，該箱體上安裝有多普勒雷達流速傳感器和傾角傳感器，該箱體內設有測流控制電路，該測流控制電路包括微處理器、步進電機，該步進電機的控制端、該多普勒雷達流速傳感器的信號傳輸端、該傾角傳感器的信號傳輸端分別與該微處理器上相應的IO端連接，該步進電機的輸出軸與該滑輪傳動機構連接。本實用新型無需人工干預，可自動對河道等斷面水流流速進行準確及時地測量，工作效率高，流速測量結果準確性高，不會受水中漂浮物、渾濁水質、水流流速過快、陰雨天等各種惡劣條件的影響。
【專利說明】自走式雷達測流儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種流速測量儀器，尤指一種自走式雷達測流儀。
【背景技術】
[0002]目前，河道表面水流流速通常使用ADCP系統(tǒng)來進行測量，雖然ADCP系統(tǒng)具有測流速度快、準確性高、操作方便等優(yōu)點，但是，從實際實施中可以發(fā)現(xiàn)，當河道中有較多漂浮物、水質渾濁或者水流流速過快時，ADCP系統(tǒng)所得到的測量結果的準確性就會大大降低，甚至無法正常工作。當遇到洪水時，ADCP系統(tǒng)也無法對水流流速進行及時測量。由此可見，設計出一種在各種惡劣條件下均可對水流流速進行準確及時測量的儀器是目前急需解決的問題。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種自走式雷達測流儀，該自走式雷達測流儀可自動對河道等斷面水流流速進行準確及時的測量，工作效率高，不會受水中漂浮物、渾濁水質、水流流速過快、陰雨天等各種惡劣條件的影響。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術方案：
[0005]一種自走式雷達測流儀，其特征在于：它包括箱體，該箱體的上部安裝有用于實現(xiàn)在纜繩上行走的滑輪傳動機構，該箱體的底部懸掛有平衡錘，該箱體上安裝有多普勒雷達流速傳感器和傾角傳感器，該箱體內設有測流控制電路，該測流控制電路包括微處理器、步進電機，該步進電機的控制端、該多普勒雷達流速傳感器的信號傳輸端、該傾角傳感器的信號傳輸端分別與該微處理器上相應的IO端連接，該步進電機的輸出軸與該滑輪傳動機構連接。
[0006]所述多普勒雷達流速傳感器的探測端朝向河水平面且與河水平面形成一個傾斜角，所述傾角傳感器的探測端平行于水平面。
[0007]所述滑輪傳動機構包括滑輪、動力輪、傳動帶,該動力輪安裝在所述步進電機的輸出軸上，該動力輪與用于置于纜繩上的該滑輪通過傳動帶連接。所述滑輪傳動機構包括從動滑輪，該從動滑輪上安裝有旋轉編碼器，該旋轉編碼器的信號傳輸端與所述微處理器上相應的IO端連接。
[0008]所述箱體的頂部安裝有防脫鉤。
[0009]所述平衡錘通過軟鋼絲制成的兩條連接線懸掛于所述箱體的下方，該兩條連接線之間形成一個夾角。
[0010]所述測流控制電路包括無線傳輸電路，該無線傳輸電路的傳輸端與所述微處理器上相應的IO端連接。
[0011 ] 所述測流控制電路包括電池電路，該電池電路包括電池，該電池的接口端經(jīng)由電池電壓采集接口與所述微處理器上相應的IO端連接。
[0012]所述測流控制電路包括指示燈電路，該指示燈電路包括多個指示燈，各個該指示燈的接線端經(jīng)由指示燈控制接口與所述微處理器上相應的IO端連接。
[0013]本實用新型的優(yōu)點是：
[0014]本實用新型無需人工干預，可自動對河道等斷面水流流速進行準確及時的測量，工作效率高，流速測量結果準確性高，不會受水中漂浮物、渾濁水質、水流流速過快、陰雨天等各種惡劣條件的影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖I是本實用新型的結構組成示意圖。
[0016]圖2是圖I的左視示意圖。
[0017]圖3是本實用新型中的測流控制電路的組成示意圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖I至圖3所示，本實用新型自走式雷達測流儀包括箱體6，該箱體6的上部安裝有用于實現(xiàn)在纜繩（圖中未示出）上行走的滑輪傳動機構18，該箱體6的底部懸掛有平衡錘12，該箱體6上安裝有多普勒雷達流速傳感器8和傾角傳感器7，該箱體6內設有測流控制電路，該測流控制電路包括微處理器16、步進電機17，該步進電機17的控制端、該多普勒雷達流速傳感器8的信號傳輸端、該傾角傳感器7的信號傳輸端分別與該微處理器16上相應的IO端連接，該步進電機17的輸出軸與該滑輪傳動機構18連接。
[0019]在實際使用中，多普勒雷達流速傳感器8的探測端應朝向河水平面且與河水平面形成一個傾斜角(銳角)，傾角傳感器7的探測端可平行于水平面或者處于其它角度，傾角傳感器7的作用是幫助多普勒雷達流速傳感器8確定其探測角度是否改變，以保證探測結果的準確性，降低誤差。
[0020]在實際設計中，滑輪傳動機構18包括滑輪1-1、動力輪2、傳動帶3，該動力輪2經(jīng)由其軸心安裝在步進電機17的輸出軸上，該動力輪2與用于置于纜繩上的該滑輪1-1通過傳動帶3連接，滑輪1-1經(jīng)由支撐架固定在箱體6上。
[0021]如圖1，滑輪傳動機構18還可包括從動滑輪1-2，從動滑輪1-2同樣經(jīng)由支撐架固定在箱體6上，該從動滑輪1-2上安裝有旋轉編碼器5，該旋轉編碼器5的信號傳輸端與微處理器16上相應的IO端連接。本實用新型在纜繩上移動的過程中，當纜繩坡度較大或者遇到障礙物無法前進時，滑輪1-1會發(fā)生滑動而無法前進，因此，此時可通過旋轉編碼器5反饋回的轉動數(shù)據(jù)，來獲取本實用新型實際的運行距離，及時調整步進電機17的功率，驅動本實用新型能夠繼續(xù)前進，當然與此同時還可進行狀態(tài)告警。
[0022]在實際設計中，滑輪傳動機構18還可以有其它的結構，并不局限于上述結構。
[0023]在實際設計中，箱體6的頂部可安裝有防止本實用新型從纜繩上脫落的防脫鉤4。
[0024]如圖I和圖2，平衡錘12通過軟鋼絲制成的連接線11懸掛于箱體6的下方，平衡錘12的這種設計可使本實用新型的整體重心大大下移，從而確保穩(wěn)定性，當然，也可使用平衡球等替代。如圖1，本實用新型的平衡錘12通過軟鋼絲制成的兩條連接線11懸掛于箱體6的下方，該兩條連接線11之間形成一個夾角，這種成角度的雙連接方式可使得當本實用新型從運動狀態(tài)變?yōu)橥Ｖ範顟B(tài)時，避免平衡錘12在移動方向上發(fā)生擺動。
[0025]如圖3，本實用新型中的測流控制電路還可包括無線傳輸電路19，該無線傳輸電路19的傳輸端與微處理器16上相應的IO端連接。
[0026]如圖3，測流控制電路還可包括電池電路22，該電池電路22包括電池，該電池的接口端經(jīng)由電池電壓采集接口與微處理器16上相應的IO端連接，該電池電壓采集接口可實時或定期采集電池電壓，從而當電池電壓過低時進行低電壓告警。
[0027]如圖3，測流控制電路還可包括指示燈電路21，該指示燈電路21包括多個指示燈，各個該指示燈的接線端經(jīng)由指示燈控制接口與微處理器16上相應的IO端連接。例如，如圖I和圖2，圖中示出了三個指示燈：運行指示燈13、通訊指示燈14、電池電壓告警指示燈15。
[0028]另外，如圖3，測流控制電路還可包括為微處理器16提供當前系統(tǒng)時間的時鐘電路20、控制本實用新型啟停的開關9以及為電池充電的充電接口 10。
[0029]本實用新型的工作過程為：
[0030]使用前，事先預置好關于河道斷面的相關參數(shù)。使用時，經(jīng)由滑輪1-1、從動滑輪1-2將本實用新型掛到事先貫穿河道設置好的纜繩上，同時將防脫鉤4掛好，然后通過開關9啟動本實用新型工作。于是，本實用新型經(jīng)由微處理器16對步進電機17的控制，由步進電機17帶動動力輪2傳動，從而動力輪2帶動滑輪I轉動，同時使得從動滑輪1-2也隨之轉動，使得本實用新型自行在纜繩上從河道的一端移動到河道的另一端。在移動過程中，平衡錘12用于幫助本實用新型保持穩(wěn)定，不受風、雨等的影響，并且，在移動過程中，多普勒雷達流速傳感器8實時或定時地對河道的表面水流流速進行測量，且在多普勒雷達流速傳感器8測量的同時，傾角傳感器7對多普勒雷達流速傳感器8所處角度進行測量。測量后，多普勒雷達流速傳感器8和傾角傳感器7將獲得的測量信號傳送給微處理器16，由微處理器16對接收到的所有測量信號進行存儲和處理，最終得到河道的表面水流流速數(shù)據(jù)。
[0031]需要提及的是，多普勒雷達流速傳感器8進行雷達測流的準確度和其與河水平面間的傾斜角有著非常大的關系，傾斜角的改變，即測量基準的改變，會影響多普勒雷達流速傳感器8的測量準確度，因此，本實用新型中設計了用于實時測量多普勒雷達流速傳感器8所處角度的傾角傳感器7，以提高流速測量的精度。
[0032]需要提及的是，本實用新型可通過無線傳輸電路19與控制中心間進行無線通訊而實時將測量結果傳遞給控制中心，控制中心也可通過無線通訊方式適時向本實用新型發(fā)出指令，對本實用新型的運行進行控制，從而實現(xiàn)控制中心對河道水流情況進行實時、及時的監(jiān)控。
[0033]需要提及的是，本實用新型可通過旋轉編碼器5獲取其自身實際移動的位置信息，從而通過對步進電機17的控制，使本實用新型準確定位到測量地點，避免由于局部摩擦力不足造成的位移偏差，尤其是在較長的纜繩上進行測量時，人工目測發(fā)現(xiàn)位置偏差是很難的，而旋轉編碼器5的設計很好地解決了這個問題。
[0034]在實際運行中，可對本實用新型進行如下設定：如果本實用新型超過20分鐘都沒有收到任何測量命令，則會自動返回停泊位(河道一端)。
[0035]本實用新型的優(yōu)點是：
[0036]本實用新型無需人工干預，可自動對河道等斷面水流流速進行準確及時的測量，工作效率高，不會受水中漂浮物、渾濁水質、水流流速過快、陰雨天等各種惡劣條件的影響。本實用新型設計有實時采集傾斜角度的傾角傳感器，配合多普勒雷達流速傳感器對水流流速進行測量，大大提高流速測量的準確性。
[0037]以上所述是本實用新型的較佳實施例及其所運用的技術原理，對于本領域的技術人員來說，在不背離本實用新型的精神和范圍的情況下，任何基于本實用新型技術方案基礎上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬于本實用新型保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種自走式雷達測流儀，其特征在于：它包括箱體，該箱體的上部安裝有用于實現(xiàn)在纜繩上行走的滑輪傳動機構，該箱體的底部懸掛有平衡錘，該箱體上安裝有多普勒雷達流速傳感器和傾角傳感器，該箱體內設有測流控制電路，該測流控制電路包括微處理器、步進電機，該步進電機的控制端、該多普勒雷達流速傳感器的信號傳輸端、該傾角傳感器的信號傳輸端分別與該微處理器上相應的IO端連接，該步進電機的輸出軸與該滑輪傳動機構連接。
2.如權利要求I所述的自走式雷達測流儀，其特征在于： 所述多普勒雷達流速傳感器的探測端朝向河水平面且與河水平面形成一個傾斜角，所述傾角傳感器的探測端平行于水平面。
3.如權利要求I所述的自走式雷達測流儀，其特征在于： 所述滑輪傳動機構包括滑輪、動力輪、傳動帶，該動力輪安裝在所述步進電機的輸出軸上，該動力輪與用于置于纜繩上的該滑輪通過傳動帶連接。
4.如權利要求3所述的自走式雷達測流儀，其特征在于： 所述滑輪傳動機構包括從動滑輪，該從動滑輪上安裝有旋轉編碼器，該旋轉編碼器的信號傳輸端與所述微處理器上相應的IO端連接。
5.如權利要求I所述的自走式雷達測流儀，其特征在于： 所述箱體的頂部安裝有防脫鉤。
6.如權利要求I所述的自走式雷達測流儀，其特征在于： 所述平衡錘通過軟鋼絲制成的兩條連接線懸掛于所述箱體的下方，該兩條連接線之間形成一個夾角。
7.如權利要求I至6中任一項所述的自走式雷達測流儀，其特征在于： 所述測流控制電路包括無線傳輸電路，該無線傳輸電路的傳輸端與所述微處理器上相應的IO端連接。
8.如權利要求7所述的自走式雷達測流儀，其特征在于： 所述測流控制電路包括電池電路，該電池電路包括電池，該電池的接口端經(jīng)由電池電壓采集接口與所述微處理器上相應的IO端連接。
9.如權利要求7所述的自走式雷達測流儀，其特征在于： 所述測流控制電路包括指示燈電路，該指示燈電路包括多個指示燈，各個該指示燈的接線端經(jīng)由指示燈控制接口與所述微處理器上相應的IO端連接。
【文檔編號】G01P5/00GK203376342SQ201320483480
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月8日 優(yōu)先權日:2013年8月8日
【發(fā)明者】尹憲文, 李玉奎 申請人:北京艾力泰爾信息技術有限公司